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片(pian)状氧(yang)化铝是近年来出(chu)现的一(yi)种性能(neng)优良的功能(neng)微粉材料，它(ta)属于α-Al₂O₃，具有(you)明显的(de)(de)鳞状(zhuang)(zhuang)结(jie)构特征和较大的(de)(de)径厚比。氧(yang)(yang)化(hua)铝(lv)有(you)多种不同的(de)(de)类型，常规的(de)(de)氧(yang)(yang)化(hua)铝(lv)与其(qi)他金属氧(yang)(yang)化(hua)物一样，本身的(de)(de)硬度大、熔(rong)点高、机械强度好、且耐腐(fu)蚀抗(kang)氧(yang)(yang)化(hua)。而片(pian)状(zhuang)(zhuang)氧(yang)(yang)化(hua)铝(lv)还因其(qi)独(du)特的(de)(de)片(pian)状(zhuang)(zhuang)结(jie)构和晶体形状(zhuang)(zhuang)，从而具备了微米粉体和纳米材(cai)料的(de)(de)双重特性。

目前，片状氧化铝晶(jing)粒的(de)径向尺度(du)一般为5-50 μm，厚度(du)一般在100-500 nm之间(jian)，晶(jing)型(xing)发育良(liang)好的(de)微粒还表现出规则的(de)六角形貌。

片状氧(yang)化(hua)铝(lv)的微(wei)观(guan)形貌(mao)

片(pian)状氧化铝的性能特点

与大(da)多数天然的基体材料(liao)相比(bi)，通过人工方法合成的片状(zhuang)氧化(hua)铝微粉(fen)的径(jing)厚(hou)比例(li)可调，并且具有(you)纯(chun)度高，表面(mian)平整光滑(hua)，在水(shui)中分散性良(liang)好的优点。工业级的片状(zhuang)氧化铝粉体(ti)的粒径大小可以达到(dao)微米(mi)尺(chi)寸(cun)，厚度(du)更是达到(dao)了(le)纳米(mi)级或接近纳米(mi)尺(chi)度(du)。这不仅使它具有显著(zhu)的(de)(de)光线(xian)反射能(neng)力和(he)屏蔽效应，还使其体现出了良好的(de)(de)表(biao)面活性和(he)优越的(de)(de)附着力。

在片(pian)状(zhuang)氧(yang)化铝粉体表(biao)面涂(tu)抹高(gao)折(zhe)射率的(de)二氧(yang)化钛、氧(yang)化铁或(huo)其他性能优(you)越的(de)金属氧(yang)化物材料，既(ji)可以强(qiang)化它的折光率(lv)，耐腐蚀抗氧化性能等多种物化特性，又能使其(qi)具有光泽柔和，装饰(shi)性强(qiang)的特点。因此片状(zhuang)氧化(hua)铝作为一种复合材料在耐火材料、化(hua)妆品行业、珠光(guang)颜料、和增韧陶瓷、等领域有(you)着广泛的应用前(qian)景。

复合(he)其他(ta)颜料的片状(zhuang)氧化铝(lv)

（图源(yuan)：闽江学(xue)院单晶(jing)片状氧化铝研究中心(xin)）

片状氧化铝的制(zhi)备方法

片(pian)状氧化铝的(de)制备方(fang)法(fa)(fa)有很(hen)多种，通(tong)常采用的(de)有熔(rong)(rong)盐法(fa)(fa)、液相(xiang)间接法(fa)(fa)（如溶胶-凝胶法(fa)(fa)）、水(shui)(shui)热(re)（醇(chun)热(re)）法(fa)(fa)、涂(tu)膜法(fa)(fa)、机械法(fa)(fa)以及高温烧(shao)结等方(fang)法(fa)(fa)。无论是熔(rong)(rong)盐法(fa)(fa)、溶胶凝胶法(fa)(fa)、还是水(shui)(shui)热(re)（醇(chun)热(re)）法(fa)(fa)都(dou)属于粉体液相(xiang)合(he)成(cheng)的(de)范畴，固相(xiang)法(fa)(fa)和气(qi)相(xiang)法(fa)(fa)相(xiang)对应用较少。

一(yi)、水热(re)（醇热(re)）法

水(shui)(shui)热(re)法是指在密闭的(de)压(ya)力环(huan)境(jing)下(xia)，以水(shui)(shui)作为溶剂，让物(wu)质(zhi)在高(gao)温高(gao)压(ya)的(de)容器（高(gao)压(ya)釜）中(zhong)进行成核，生(sheng)长结(jie)晶(jing)，以此生(sheng)成所(suo)需产物(wu)的(de)一类化学反(fan)应。到目前为止，用(yong)水(shui)(shui)热(re)法已制备出了百余种晶(jing)体(ti)，包括(kuo)硫(liu)化镉(ge)、祖(zu)母绿，氧(yang)化锌、氧(yang)化铝等多种用(yong)途(tu)广泛的(de)高(gao)性能材料，水(shui)(shui)热(re)结(jie)晶(jing)是片状(zhuang)氧(yang)化铝早期的(de)常用(yong)制备方法。

水(shui)热法制备(bei)出(chu)来的(de)(de)片状(zhuang)氧化(hua)铝粉体纯(chun)度高(gao)、分散性(xing)好且(qie)具有(you)较薄的(de)(de)平(ping)板(ban)状(zhuang)结构和(he)均(jun)匀(yun)优良(liang)的(de)(de)晶体形貌(mao)。但是水(shui)热合成不仅周期(qi)长，而且(qie)在反(fan)(fan)应过程需要高(gao)温高(gao)压的(de)(de)反(fan)(fan)应釜，且(qie)晶体的(de)(de)相变温度较高(gao)(＞400 ℃)，因(yin)此(ci)有(you)研究(jiu)者通过改善反(fan)(fan)应介质和(he)添(tian)加(jia)剂(ji)等条件来降低反(fan)(fan)应能耗。

二、熔盐法

熔(rong)(rong)盐(yan)(yan)法一般是(shi)用溶胶凝胶和(he)球(qiu)磨(mo)混合使原料与熔(rong)(rong)盐(yan)(yan)充分混合，将产物(wu)原料在(zai)(zai)高温下溶解于熔(rong)(rong)盐(yan)(yan)熔(rong)(rong)体(ti)中，由相(xiang)应(ying)氧化物(wu)在(zai)(zai)原子级(ji)重新排布并迅(xun)速(su)扩散到(dao)液(ye)相(xiang)环境(jing)中进行反应(ying)，冷却后(hou)将盐(yan)(yan)类溶解，经过(guo)滤洗(xi)涤得到(dao)纯净的(de)(de)氧化铝(lv)粉体(ti)。在(zai)(zai)熔(rong)(rong)盐(yan)(yan)法合成过(guo)程(cheng)中，球(qiu)磨(mo)和(he)随(sui)后(hou)干燥的(de)(de)后(hou)进入孔洞(dong)的(de)(de)熔(rong)(rong)盐(yan)(yan)增加(jia)了铝(lv)源和(he)熔(rong)(rong)盐(yan)(yan)的(de)(de)接触(chu)面(mian)积(ji)，这有利于片状α-Al₂O₃单(dan)晶颗粒的形(xing)成和生长。

该法相(xiang)校于常规(gui)的(de)固相(xiang)法，具有合成温度(du)低、反(fan)应周期短(duan)、晶体形貌可控(kong)、粉(fen)体各组分均匀无(wu)偏析(xi)、物相(xiang)纯度(du)高以及工(gong)艺(yi)简单污染小的(de)特点。

三、液(ye)相间接(jie)法（溶(rong)胶-凝胶法）

和水热法(fa)类似(si)，液相间接(jie)法(fa)也利(li)用了(le)液相合(he)成出的(de)粉体纯度(du)高，分散性好的(de)特点。液相间接(jie)法(fa)中用的(de)最多的(de)就是溶胶-凝胶法，以可溶性盐为铝源（硫酸铝或者氢氧化铝），在液相体系中水解缩合并结晶，经过干燥处理后可以制得前驱体γ-Al₂O₃，再经(jing)高温环境中烧结固化完成(cheng)由γ相向α相转变的过程。

该法可以克(ke)服水热工艺中(zhong)需要高(gao)温高(gao)压的(de)反应(ying)釜的(de)缺点，因此对设备的(de)要求较(jiao)低，应(ying)用得也较(jiao)为广泛。

除了上述的几种(zhong)方法(fa)(fa)，实(shi)际(ji)生产过(guo)程中还会使用到涂(tu)膜法(fa)(fa)、高(gao)温烧结(jie)法(fa)(fa)和机械法(fa)(fa)等其他实(shi)验方法(fa)(fa)。涂(tu)膜法(fa)(fa)制备出的片晶杂质少但(dan)机械强(qiang)度(du)差，粒度(du)分布广；机械法(fa)(fa)制得的粉体(ti)无团聚但(dan)是纯度(du)低(di)；高(gao)温烧结(jie)法(fa)(fa)晶体(ti)各向异性(xing)生长(zhang)良好但(dan)对(dui)设备要(yao)求较高(gao)。因此，现代市(shi)场中常用熔盐法和溶胶(jiao)(jiao)凝(ning)胶(jiao)(jiao)法来制备片状氧化铝粉体(ti)。

片状氧化铝(lv)的应用

一(yi)、磨料(liao)抛光液

对于材料加工行业来说，无论(lun)是(shi)材料抛光，还(hai)是(shi)电子产品(pin)的精细(xi)打磨(mo)，都(dou)离不开性能优良的磨(mo)料。目前国内市面上(shang)还(hai)多(duo)采用SiO₂磨料抛光液，与SiO₂硬(ying)度(du)较小、抛光(guang)速率低相比，片(pian)(pian)状氧(yang)化(hua)铝具(ju)有(you)坚硬(ying)的(de)(de)晶体(ti)结(jie)构和(he)(he)平齐的(de)(de)板状结(jie)构，粉体(ti)微(wei)粒排列整齐，可以(yi)使磨(mo)(mo)料与产品(pin)(pin)间的(de)(de)磨(mo)(mo)擦力增大，加(jia)快了(le)磨(mo)(mo)削速度(du)，可以(yi)大大缩减工厂实际(ji)生产过程中(zhong)磨(mo)(mo)片(pian)(pian)机(ji)的(de)(de)数量、人工成本和(he)(he)磨(mo)(mo)削时间。而常见(jian)的(de)(de)氧(yang)化(hua)铝磨(mo)(mo)料在实际(ji)使用中(zhong)存(cun)在易划伤、抛光(guang)液不稳定等(deng)问题，与常规的(de)(de)纳(na)米氧(yang)化(hua)铝相比，平整光(guang)滑(hua)的(de)(de)片(pian)(pian)形表面对于被磨(mo)(mo)对象（如半导体(ti)硅晶片(pian)(pian)，智能手机(ji)外(wai)壳(qiao)等(deng)等(deng)）来说不易划伤，可提高产品(pin)(pin)的(de)(de)合格品(pin)(pin)率。所以(yi)，片(pian)(pian)状氧(yang)化(hua)铝已经(jing)成为了(le)高精密微(wei)电子(zi)行业、宝石加(jia)工业和(he)(he)金属(shu)陶瓷行业的(de)(de)新宠。

二、珠光颜料

珠光颜(yan)(yan)料的(de)基片(pian)材质(zhi)，本(ben)质(zhi)上可(ke)以(yi)用任何稳定存在的(de)细小片(pian)状物(wu)。而(er)片(pian)状氧化(hua)铝化(hua)学性能稳定、覆盖面积广、折射率高(gao)，并且其特有的(de)光学性能使颜(yan)(yan)料能够(gou)产生强烈的珠光(guang)效应，因此片状氧化铝(lv)作(zuo)为珠光(guang)颜料的基材(cai)已(yi)经(jing)成为开发性能优越的珠光(guang)颜料的新热点和行(xing)业经(jing)济增长(zhang)点。

目前使用(yong)最多(duo)的(de)珠(zhu)光颜料常用(yong)天(tian)(tian)然(ran)云(yun)母薄片(pian)(pian)造(zao)出，但天(tian)(tian)然(ran)云(yun)母薄片(pian)(pian)常含有有色杂(za)质(zhi)离(li)子，分(fen)离(li)较为困难，且其过(guo)厚(hou)的(de)边缘会使珠(zhu)光颜料易发生散(san)射现象，对其视觉效果造(zao)成不(bu)良的(de)影响。而(er)用(yong)片(pian)(pian)状氧化铝代(dai)替天(tian)(tian)然(ran)片(pian)(pian)状云(yun)母制(zhi)备出来的(de)珠(zhu)光颜料，不(bu)仅纯度高(gao)，制(zhi)备工艺简单，而(er)且能够创造(zao)出细腻柔滑的(de)惊(jing)艳色彩。这种珠(zhu)光颜料能呈(cheng)现出丝(si)绸或珐琅彩的(de)色泽，具有浓厚(hou)的(de)三维质(zhi)感和(he)亮丽的(de)边缘幻(huan)色，被称为“第二代(dai)新型效应材料”。

三、无机(ji)填充剂(ji)

片状氧化铝在工业生产(chan)中是一种不可缺少的填充剂(ji)，在功能陶瓷、塑料和橡胶制品中，能起到增加(jia)硬(ying)度(du)和刚度(du)、调节热膨(peng)胀(zhang)系数的(de)作用(yong)。刚玉型的(de)结构可以增加(jia)它的(de)耐热性和显著提高其热传导性能，并改善制(zhi)品的(de)外观。

相比于柱(zhu)形晶体(ti)的桥联和裂(lie)纹偏转效(xiao)应，片晶材(cai)(cai)料(liao)的这(zhei)种特性(xing)使(shi)劈裂(lie)作用沿层间解理分(fen)叉蔓延(yan)，增宽了裂(lie)纹的裂(lie)变路(lu)径(jing)，抑制了主裂(lie)纹的生长，可以(yi)显(xian)著(zhu)提高材(cai)(cai)料(liao)的抗折强度和断裂(lie)韧性(xing)。此外(wai)，利(li)用热传(chuan)导性(xing)能优(you)越的氧化铝作为填料(liao)制备出的聚合物-复合陶瓷应用于电子(zi)元件领域可以(yi)大大延(yan)长其(qi)电子(zi)产品的使(shi)用寿命。

四(si)、化妆品

片(pian)状氧化铝具有较(jiao)小的(de)粒(li)度(du)和厚(hou)度(du)分布(bu)以及(ji)较(jiao)大的(de)径厚(hou)比，它的(de)化学性(xing)能稳(wen)定，几乎无色而且表面(mian)光(guang)滑平(ping)整，在(zai)水(shui)中具有良(liang)好的(de)分散(san)性(xing)，最(zui)为(wei)重要的(de)是，这种(zhong)粉(fen)体无毒无味，因此(ci)也被广泛应用于化妆品领域。

片状氧化铝作为一种可以改(gai)良(liang)化妆品(pin)性(xing)质(zhi)的(de)添加剂，不仅可以使化妆品(pin)呈(cheng)现出(chu)较高(gao)的(de)光泽度(du)和(he)明亮(liang)的(de)色彩(cai)体(ti)验，而(er)且贴服在(zai)皮肤表面(mian)有着很好的(de)舒适度(du)，还具有优越的(de)铺(pu)展性(xing)和(he)粘附性(xing)能(neng)，能(neng)够有效的(de)防止油脂分(fen)泌(mi)或皮肤出(chu)汗造成的(de)粉

妆脱落。

五、功能(neng)涂(tu)膜(mo)

性能优(you)越的片状氧(yang)化铝无团聚(ju)现象，且(qie)具有良好(hao)的附(fu)着力，易于与(yu)其他功(gong)能微(wei)粉相结合，制备成出各种前景诱人(ren)的新(xin)型(xing)功(gong)能涂膜。

用(yong)于(yu)毛(mao)细管的(de)氧化铝涂(tu)(tu)层可以显著提高其逆转电(dian)(dian)(dian)渗流性能(neng)(neng)和目标分析的(de)选(xuan)择(ze)性及稳定(ding)性能(neng)(neng)；用(yong)于(yu)隐形飞机的(de)功能(neng)(neng)涂(tu)(tu)膜(mo)可以吸收电(dian)(dian)(dian)波以防止被雷达搜寻到；此外，氧化铝涂(tu)(tu)膜(mo)还(hai)有阻隔紫外线，进行光催化等(deng)功能(neng)(neng)，因此在太阳能(neng)(neng)电(dian)(dian)(dian)板(ban)上也(ye)有着不错的(de)应用(yong)前景。

参(can)考来源：

片状氧(yang)化铝(lv)的发展历(li)程与(yu)应用前(qian)景，王玲、王千瑞(rui)、刘(liu)冲、熊(xiong)焰（湖(hu)北工业大(da)学(xue)材料(liao)与(yu)工程学(xue)院）。

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